내연·전기 등 2개 이상의 동력원을 복합적으로 사용하는 기관차. 전철화된 구간에서만 달릴 수 있지만 배기가스 배출이 전무한 전기 기관차와, 어디서든지 달릴 수 있는 디젤 기관차를 결합한 결과물이다. 하이브리드 자동차와 유사하지만 자동차와 달리 운행중에도 지속적으로 전력을 수급받을 수 있는 환경을 반영해 배터리를 채용하기보다는 디젤 기관차에 팬터그래프나 집전슈를 달아놓은 느낌의 차량이 주류이며, 축전지를 탑재하는 방법은 실험 단계에 놓여있다.